FR2888336A1

FR2888336A1 - Target`s false echo elimination method for phase coded continuous wave radar, involves determining whether gate provides signal during subsequent utilization of one of codes for each of gates remote from radar

Info

Publication number: FR2888336A1
Application number: FR8712152A
Authority: FR
Inventors: Marie Jose Lapointe
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 2007-01-12

Abstract

The method involves selecting two different phase codes of same length, whose parasitic peaks of an intercorrelation function with a corresponding modified code occupy positions at respective distances from a main peak (A). The codes are emitted alternatively. A determination is made, for each of gates remote from a phase coded continuous wave radar, whether the gate provides a signal during subsequent utilization of one of the codes, where the radar provides with other code, a signal characterizing the echo of a target. An independent claim is also included for a target`s false echo eliminating device.

Description

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PROCEDE ET DISPOSITIF D'ELIMINATION DE FAUX ECHOS DUS AU PIC PARASITE DE LA FONCTION D'INTERCORRELATION DANS UN RADAR A ONDE CONTINUE CODEE EN PHASE La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'élimination de faux échos dus au pic parasite de la fonction d'intercorrélation dans un radar à onde continue codée en phase. The present invention relates to a method and a device for the elimination of false echoes due to the parasitic peak. The present invention relates to a method and a device for the elimination of false echoes due to the parasitic peak. of the intercorrelation function in a phase-coded continuous wave radar.

L'invention s'applique plus particulièrement aux radars du type décrit dans le brevet français n 76 38006 déposé le 16 décembre 1976 par la société LABORATOIRE CENTRAL DE TELECOMMUNICATIONS. Dans un tel radar, on choisit, pour l'émission, un code de phase dont la fonction d'autocorrélation possède des lobes secondaires présentant une symétrie telle que la somme de cette fonction d'autocorrélation avec cette même fonction décalée dans le temps d'un moment T du code donne un niveau théoriquement nul entre les pics principaux. Ces codes de phase peuvent être obtenus en multipliant alternativement par +1 et -1 les valeurs des moments successifs d'un code "cycliquement presque parfait". A la réception, on utilise un code modifié obtenu en additionnant le code de phase émis et ce même code retardé d'un moment T et on effectue l'intercorrélation entre le signal reçu par le radar et ce code modifié. The invention applies more particularly to radars of the type described in French Patent No. 76 38006 filed on December 16, 1976 by the company LABORATOIRE CENTRAL DE TELECOMMUNICATIONS. In such a radar, a phase code is chosen for the transmission whose autocorrelation function has secondary lobes having a symmetry such that the sum of this autocorrelation function with this same function shifted in time from a time T of the code gives a level theoretically null between the main peaks. These phase codes can be obtained by multiplying by +1 and -1 the values of the successive moments of a "cyclically nearly perfect" code. On reception, a modified code obtained by adding the transmitted phase code and the same code delayed by a time T is used, and the correlation between the signal received by the radar and this modified code is performed.

Théoriquement, la fonction d'intercorrélation ainsi obtenue a un niveau de lobes secondaires nul entre les pics principaux. En fait, on constate la présence d'un pic parasite à environ 40 dB en dessous du pic principal qui est dû aux imperfections et aux défauts des temps de commutation, même lorsque l'on utilise pour l'intercorrélation un démodulateur amélioré tel que celui décrit dans le brevet français n 80 00286 déposé le 8 janvier 1980 par la société 2888336 2 LABORATOIRE CENTRAL DE TELECOMMUNICATIONS. La présence de ce pic parasite entraîne le risque de prendre pour l'écho d'une autre cible utile le signal détecté dans la porte en distance correspondant à la position du pic parasite pour le signal réfléchi par une cible réelle. Theoretically, the intercorrelation function thus obtained has a zero side lobe level between the main peaks. In fact, there is a parasitic peak at about 40 dB below the main peak which is due to imperfections and faulty switching times, even when an improved demodulator such as the one used for intercorrelation is used. described in French Patent No. 80 00286 filed January 8, 1980 by the company 2888336 2 LABORATORY CENTRAL TELECOMMUNICATIONS. The presence of this parasitic peak entails the risk of taking for the echo of another useful target the signal detected in the remote gate corresponding to the position of the spurious peak for the signal reflected by a real target.

L'invention a pour objet un nouveau procédé destiné à remédier à cet inconvénient. The subject of the invention is a novel method for overcoming this drawback.

Elle met à profit la découverte faite par la demanderesse que la position en distance du pic parasite par rapport au pic principal de la fonction d'intercorrélation est fixe pour un code donné et ne change qu'en fonction du code utilisé, c'est-à-dire qu'elle ne dépend que du polynôme générateur de code choisi. It takes advantage of the discovery made by the applicant that the distance position of the parasitic peak relative to the main peak of the intercorrelation function is fixed for a given code and changes only according to the code used, that is, that is, it depends only on the chosen code generator polynomial.

Selon l'invention, il est prévu un procédé d'élimination de faux échos dus au pic parasite de la fonction d'intercorrélation, du type décrit cidessus, caractérisé en ce qu'il consiste à : - choisir au moins deux codes de phase différents, de même longueur, dont les pics parasites de la fonction d'intercorrélation avec le code modifié correspondant occupent des positions à des distances respectives du pic principal nettement différentes; - émettre alternativement avec l'un et l'autre de ces codes de phase; et - déterminer, pour chaque porte en distance du radar fournissant, avec l'un des codes de phase, un signal susceptible de caractériser l'écho d'une cible, si, lors de l'utilisation suivante de l'autre code de phase, la même porte en distance fournit également un signal ou non, de manière à définir s'il s'agit, à ladite distance, respectivement de l'écho d'une cible à conserver ou d'un faux écho à éliminer. According to the invention, there is provided a method of eliminating false echoes due to the parasitic peak of the intercorrelation function, of the type described above, characterized in that it consists in: - choosing at least two different phase codes of the same length, whose spurious peaks of the intercorrelation function with the corresponding modified code occupy positions at substantially different distances from the main peak respectively; - to emit alternately with one and the other of these phase codes; and - determining, for each gate remote from the radar providing, with one of the phase codes, a signal capable of characterizing the echo of a target, if, in the next use of the other phase code , the same remote gate also provides a signal or not, so as to define whether it is, at said distance, respectively the echo of a target to keep or a false echo to eliminate.

On peut ainsi, par ce procédé, éliminer le faux écho pouvant résulter de la présence d'une cible de forte puissance, puisqu'alors le signal résultant du pic parasite est détecté 2888336 3 dans deux portes en distance différentes lorsqu'on utilise successivement deux codes de phase différents de même longueur. It is thus possible, by this method, to eliminate the false echo that may result from the presence of a high power target, since the signal resulting from the parasitic peak is then detected in two doors at different distances when two successive ones are used successively. different phase codes of the same length.

L'invention prévoit également un dispositif mettant en oeuvre ce procédé et caractérisé en ce qu'il comprend en outre 5 des premiers moyens pour élaborer alternativement les différents codes de phase utilisés et une unité de contrôle et d'extraction pour contrôler lesdits premiers moyens et pour extraire les informations de présence de cible à partir des signaux reçus des portes en distance lors de l'utilisation de deux codes 10 consécutifs, ladite unité indiquant la présence d'une cible dans une porte en distance si un signal est effectivement fourni par cette même porte en distance lors de l'utilisation de deux codes de phase consécutifs de même longueur. The invention also provides a device implementing this method and characterized in that it further comprises first means for alternately developing the different phase codes used and a control and extraction unit for controlling said first means and to extract the target presence information from the signals received from the remote gates when using two consecutive codes, said unit indicating the presence of a target in a remote gate if a signal is actually provided by this same door remotely when using two consecutive phase codes of the same length.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où : - la figure 1 représente des courbes explicatives du fonctionnement du système connu d'élimination des lobes secondaires d'intercorrélation; - la figure 2 Illustre la fonction d'intercorrélation pour un premier code de phase Cl; - la figure 3 représente une courbe similaire pour un second code de phase C2; et - la figure 4 est un schéma d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. The invention will be better understood and other features and advantages will become apparent from the description below and the accompanying drawings in which: FIG. 1 represents curves explaining the operation of the known system for eliminating secondary lobes intercorrelation; FIG. 2 illustrates the intercorrelation function for a first phase code C1; FIG. 3 represents a similar curve for a second phase code C2; and FIG. 4 is a diagram of a device implementing the method according to the invention.

Avant de décrire plus en détail le procédé d'élimination de faux échos selon l'invention, on va décrire succinctement le procédé connu d'élimination des lobes secondaires d'autocorrélation qui fait l'objet du brevet français n 76 38006 déjà cité. Before describing in more detail the method of eliminating false echoes according to the invention, we will briefly describe the known method of eliminating the autocorrelated side lobes which is the subject of French Patent No. 76 38006 already cited.

La courbe (a) de la figure 1 donne un exemple de signal périodique s(t) représentant un code "cycliquement presque parfait" à N moments de durée T (ici N=7), chaque niveau ayant la valeur +1 ou -1. Le code de phase que l'on utilise à l'émission est un code dérivé obtenu en multipliant 20 25 30 2888336 4 alternativement par +1 et -1 les valeurs des moments successifs du code "cycliquement presque parfait". On obtient ainsi le code de phase représenté par le signal s'(t) de la courbe (b) de la figure 1. La périodicité de ce code est 2NT si N est impair. C'est ce code de phase qui est utilisé à l'émission. The curve (a) of FIG. 1 gives an example of a periodic signal s (t) representing a "cyclically nearly perfect" code at N moments of duration T (here N = 7), each level having the value +1 or -1 . The phase code that is used on transmission is a derived code obtained by multiplying the values of the successive moments of the "cyclically near perfect" code alternately by +1 and -1. The phase code represented by the signal s' (t) of the curve (b) of FIG. 1 is thus obtained. The periodicity of this code is 2NT if N is odd. It is this phase code that is used on the program.

A la réception, on effectue l'intercorrélation du signal réfléchi, reçu par le radar et codé selon le code de phase précédent, avec un code modifié obtenu en additionnant ce code de phase et le même code de phase retardé d'un moment T du code. On obtient le code représenté par le signal s"(t) = s'(t) + s'(t-T) (courbe (c) de la figure 1), ce signal ayant été normé pour prendre les valeurs +1, 0 ou -1. At the reception, the cross-correlation of the reflected signal, received by the radar and encoded according to the preceding phase code, is performed with a modified code obtained by adding this phase code and the same phase code delayed by a time T code. The code represented by the signal s "(t) = s '(t) + s' (tT) (curve (c) of FIG. 1) is obtained, this signal having been standardized to take the values +1, 0 or -1.

La courbe (d) de la figure 1 représente la fonction d'intercorrélation théorique des signaux s'(t) et s"(t). Cette fonction présente un niveau de lobes secondaires théoriquement nul entre les pics principaux. The curve (d) in FIG. 1 represents the theoretical intercorrelation function of the signals s' (t) and s "(t) .This function has a theoretically zero side lobe level between the main peaks.

En fait, comme on l'a indiqué ci-dessus, il existe, en raison des imperfections des circuits de modulation et de corrélation utilisés dans le radar, un pic parasite dont la position en distance par rapport au pic principal ne dépend que du code utilisé, c'est-à-dire du polynôme générateur du code. En effet, les codes "cycliquement presque parfaits" peuvent être obtenus de manière connue à l'aide de circuits à registre à décalage dont certaines sorties sont rebouclées sur l'entrée, ces sorties étant déterminées par les coefficients d'un polynôme, dit polynôme générateur du code. Ainsi, le polynôme générateur du code correspondant au signal s(t) de la figure 1 est le polynôme 1+X+X3. In fact, as indicated above, due to the imperfections of the modulation and correlation circuits used in the radar, there is a parasitic peak whose position in distance from the main peak depends only on the code used, that is to say the generator polynomial code. Indeed, the "cyclically nearly perfect" codes can be obtained in known manner using shift register circuits, some of whose outputs are looped back to the input, these outputs being determined by the coefficients of a polynomial, called polynomial generator of the code. Thus, the generator polynomial of the code corresponding to the signal s (t) of FIG. 1 is the polynomial 1 + X + X3.

Cela étant, la figure 2 représente la fonction d'intercorrélation réelle R1(t) pour un premier code Cl dont le pic parasite pl est à une distance rl du pic principal A et la figure 3 celle d'un second code C2 de même longueur 2N moments dont le pic parasite p2 est à une distance r2 du pic principal A. 25 30 35 2888336 5 Pour pouvoir éliminer les faux échos résultant de la présence de ces pics parasites comme on va l'expliquer cidessous, il est nécessaire que les pics pl et p2 soient à des distances rl et r2 nettement différentes. On peut trouver de tels codes dans les familles de codes de même longueur, correspondant donc à des polynômes générateurs de même degré. Par exemple des codes à 62 moments répondant à ces critères peuvent être obtenus à partir des polynômes générateurs respectivement 1+X2+X3+X4+X5 et 1+X+X2+X4+X5 Comme on peut le constater d'après les figures 2 ou 3, une cible de forte puissance détectée dans la porte en distance de rang M peut également être détectée dans la porte de rang M+P (modulo Np, où Np est le nombre total de portes en distance du radar) où P est égal au nombre de portes en distance entre 15 le pic parasite et le pic principal, c'est-à-dire représente la mesure, en nombres de portes en distance, de la distance rl ou r2. Ainsi, deux cibles de même vitesse sont détectées dans deux portes en distance différentes et il faut donc déterminer si deux cibles sont effectivement présentes ou s'il s'agit d'une cible et d'un faux écho. That being the case, FIG. 2 represents the real intercorrelation function R1 (t) for a first code C1 whose parasitic peak p1 is at a distance r1 of the main peak A and FIG. 3 that of a second code C2 of the same length. 2N moments whose parasite peak p2 is at a distance r2 from the main peak A. In order to be able to eliminate the false echoes resulting from the presence of these parasitic peaks as will be explained below, it is necessary that the peaks p1 and p2 are at clearly different distances r1 and r2. Such codes can be found in families of codes of the same length, thus corresponding to generating polynomials of the same degree. For example, 62-moment codes satisfying these criteria can be obtained from the generating polynomials respectively 1 + X2 + X3 + X4 + X5 and 1 + X + X2 + X4 + X5. As can be seen from FIGS. or 3, a high power target detected in the ranged range gate M can also be detected in the gate of rank M + P (modulo Np, where Np is the total number of gates in distance from the radar) where P is equal the number of gates at a distance between the parasitic peak and the principal peak, that is to say the distance distance measurement of the distance r1 or r2. Thus, two targets of the same speed are detected in two doors at different distances and it is therefore necessary to determine if two targets are actually present or if it is a target and a false echo.

La solution selon l'invention peut être aisément comprise en se reportant aux figures 2 et 3. Cette solution consiste à émettre séquentiellement deux codes de même nombre de moments de durée identique, ce qui maintient sans changement le nombre de portes en distance, leur position et leur largeur. Ces deux codes sont élaborés à partir de deux polynômes générateurs différents correspondant donc à des pics parasites à des distances rl et r2 nettement différentes. Grâce à cela, un faux écho sera détecté successivement dans deux portes différentes alors qu'une cible sera détectée dans la même porte en distance. The solution according to the invention can be easily understood with reference to FIGS. 2 and 3. This solution consists of sequentially transmitting two codes of the same number of moments of identical duration, which maintains the number of gates in distance, their position without change. and their width. These two codes are developed from two different generating polynomials corresponding to parasitic peaks at distances rl and r2 clearly different. Thanks to this, a false echo will be detected successively in two different doors while a target will be detected in the same door in distance.

Un des critères que l'on peut appliquer pour éliminer les faux échos consiste donc à vérifier si une porte en distance ayant détecté un écho lors de l'utilisation d'un code de phase fournit également un signal lors de l'utilisation subséquente de 2888336 6 l'autre code, auquel cas il s'agit bien de l'écho d'une cible. Dans le cas contraire où il n'y a pas de signal dans la porte lors de l'utilisation du code suivant, il s'agit alors d'un faux écho à éliminer. One of the criteria that can be applied to eliminate false echoes is therefore to check whether a remote gate having detected an echo when using a phase code also provides a signal when the subsequent use of 2888336 6 the other code, in which case it is the echo of a target. In the opposite case where there is no signal in the door when using the following code, it is then a false echo to eliminate.

La figure 4 représente le schéma d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé qui vient d'être décrit. Les codes de phase utilisés à l'émission sont fournis à l'émetteur radar (non représenté) par un générateur de codes GC commandé par un circuit de contrôle de code Ccc qui commande la configuration du générateur et donc le code fourni. Une autre solution qui peut être plus avantageuse est de prévoir comme circuit générateur de code une mémoire contenant tous les codes à utiliser, le circuit Ccc sélectionnant le code lu sous le contrôle des signaux de synchronisation et de sélection de code Sec fournis par une unité de contrôle et d'extraction UCE, qui peut être constituée par un microprocesseur. Le code s'(t) fourni à l'émetteur est également envoyé à un circuit de traitement de code pour la réception TCR qui fournit le code modifié s" (t) . Ce code est envoyé avec des retards donnés à une série de corrélateurs constituant autant de portes en distance. Chaque porte en distance comprend un multiplieur MO, Ml, Mn... recevant d'une part le code modifié de réception convenablement retardé et d'autre part le signal reçu par le radar r'(t). La sortie du multiplieur est envoyée à une porte P0, Pi, ..., Pn, ... suivie d'un intégrateur I0, I1, ..., In, .. . La porte P0, ... , Pn, ... est ouverte par un signal d'horloge h0, hl, . .. , hn, ... de durée égale à une période du signal s' (t) , soit 2NT, pour adapter le corrélateur à cette période. L'intégrateur Il, ... , In, . délivre le signal d'intercorrélation correspondant. FIG. 4 represents the diagram of a device implementing the method which has just been described. The phase codes used on transmission are supplied to the radar transmitter (not shown) by a GC code generator controlled by a Ccc code control circuit which controls the configuration of the generator and therefore the code provided. Another solution which may be more advantageous is to provide as a code generating circuit a memory containing all the codes to be used, the circuit Ccc selecting the code read under the control of the synchronization and dry code selection signals provided by a unit of control and extraction UCE, which can be constituted by a microprocessor. The code s' (t) supplied to the transmitter is also sent to a TCR receive code processing circuit which provides the modified code s "(t) .This code is sent with given delays to a series of correlators. constituting as many distance gates Each distance gate comprises a multiplier MO, M1, Mn ... receiving on the one hand the modified reception code appropriately delayed and on the other hand the signal received by the radar r '(t) The output of the multiplier is sent to a gate P0, Pi, ..., Pn, ... followed by an integrator I0, I1, ..., In, .. The gate P0, ..., Pn , ... is opened by a clock signal h0, h1, ..., hn, ... of duration equal to a period of the signal s' (t), ie 2NT, to adapt the correlator to this period. The integrator Il, ..., In, delivers the corresponding intercorrelation signal.

Le code modifié s" (t) est envoyé à chaque multiplieur par l'intermédiaire de lignes à retard successives identiques, LR1, LR2, ... , LRn, ... introduisant chacune un retard T' égal à la largeur d'une porte en distance. The modified code s "(t) is sent to each multiplier by successive successive delay lines, LR1, LR2,..., LRn,... Each introducing a delay T 'equal to the width of a door in distance.

2888336 7 Les signaux de sortie Sp des différentes portes en distance sont envoyés à l'unité de contrôle et d'extraction UCE. The Sp output signals of the different remote gates are sent to the control and extraction unit UCE.

Celle-ci enregistre, lors de l'utilisation du premier code, les portes en distance fournissant un signal caractéristique de la présence éventuelle d'une cible. Lors de l'utilisation subséquente du second code, l'unité UCE vérifie, par comparaison, si dans les mêmes portes en distance existe encore un signal. Si c'est le cas, elle en déduit qu'on est en présence d'une cible et fournit vers les systèmes d'affichage ou d'utilisation un signal d'affichage SA indiquant la présence d'une cible et la position de la porte en distance correspondante, le traitement à assurer par l'unité UCE étant donc très simple à réaliser. It records, when using the first code, the remote gates providing a signal characteristic of the possible presence of a target. In the subsequent use of the second code, the UCE unit checks, by comparison, whether in the same remote gates still exists a signal. If this is the case, it deduces that there is a target and provides to the display or use systems a display signal SA indicating the presence of a target and the position of the target. door in corresponding distance, the treatment to be provided by the ECU unit is therefore very simple to achieve.

Comme on vient de voir, un jeu de deux codes différents de même longueur de durée de moment identique permet d'éliminer les faux échos. Il est clair que l'on peut également disposer de plusieurs jeux de codes, chaque jeu ayant une longueur de code ou une durée de moment différente et pouvant être choisi selon les conditions rencontrées par le radar. On peut également utiliser un jeu de codes avec une durée de moment donnée puis le même jeu avec une durée de moment modifiée. L'utilisation successive de ces quatre codes permet non seulement d'éliminer les faux échos en combinant les résultats de deux codes d'un jeu, mais également de faire un lever d'ambiguïté en distance grâce à l'utilisation d'un même code avec des durées de moment différentes dans deux jeux successifs. As we have just seen, a set of two different codes of the same length of identical duration of time makes it possible to eliminate false echoes. It is clear that one can also have several sets of codes, each game having a code length or a different duration of time and can be chosen according to the conditions encountered by the radar. It is also possible to use a set of codes with a given duration of time and then the same game with a modified duration of time. The successive use of these four codes makes it possible not only to eliminate false echoes by combining the results of two codes of a game, but also to make an ambiguity remotely thanks to the use of the same code with different time durations in two successive games.

Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'Invention. Of course, the described embodiment is in no way limiting of the invention.

Claims

8 claims

A method of eliminating false echoes due to the parasitic peak of the intercorrelation function in a phase-coded continuous wave radar in which a phase code is selected for transmission whose autocorrelation function has secondary lobes having a symmetry such that the sum of said autocorrelation function with this same function shifted in time by a time T of the code gives a theoretically zero level between the main peaks, in which, on reception, a modified code obtained by summing said phase code and the same code delayed by a time T and in which the correlation between the signal received by the radar and said modified code is carried out for reception, said method being characterized in that that it consists in: choosing at least two different phase codes (C1, C2) of the same length, whose spurious peaks of the intercorrelation function with the corresponding modified code occu positions at respective distances (r 1, r 2) of the substantially different main peak; - to emit alternately with one and the other of these phase codes; determining, for each gate at a distance from the radar providing, with one of the phase codes (C1, C2), a signal capable of characterizing the echo of a target, if, during the next use of the another phase code (C2, C1), the same distance gate also provides a signal or not, so as to define whether it is, at said distance, respectively the echo of a target to be stored or a false echo to eliminate.

2. Method according to claim 1, characterized in that said phase codes (C1, C2) of the same length are obtained from two different gener- ating polynomials of the same degree giving codes whose parasitic peaks are located in different regions. doors at a distance from each other.

3. False echoes elimination device due to spurious peak of cross-correlation function for a phase-coded continuous wave radar comprising a generator set of a code for transmission, a code processing circuit for reception (TCR) and a plurality of distance gates each having a multiplier (MO, M1, M2, Mn) to which the received signal (r '(t)) is applied by the radar and on the other hand the code modified for reception by said processing circuit (TCR) and suitably delayed by delay lines (LR1, LR2, LRn), the multiplier being followed by a gate (P0, P1, P2, Pn) adapting the receiver to the length of the code used and an integrator (I0, I1, I2, In), said elimination device implementing the method according to one of claims 1 or 2 and being characterized in that it further comprises first means (Ccc, GC) for alternately developing the different phase codes used and a control and extraction unit (UCE) for controlling said first means and for extracting the target presence information from the signals (Sp) received from the remote gates when using two consecutive codes, said unit indicating the presence of a target in a remote gate if a signal is actually provided by the same remote gate when using two consecutive phase codes of the same length.